План открытого урока на тему "Природные источники углеводородов"

Эпиграф к уроку:

“Сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями”.

Д. И. Менделеев.

Цели урока:

• Образовательная: обобщить и систематизировать знания обучающихся, углубить и расширить представление о природных источниках углеводородов, акцентировать внимание на способах получения, областях использования и влиянием на экологию.
• Воспитательная: дать обучающимся возможность повысить свой общекультурный уровень, совершенствовать экологическое воспитание, воспитывать бережное отношение к природе.
• Развивающая: развивать «химический» стиль мышления, познавательный интерес, толерантность, информационную культуру.

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: устный журнал

Технология обучения: проблемно-развивающее обучение, практико-ориентированные, технология развития критического мышления.

Методы обучения:

• Активные: объяснительно-иллюстративный, эвристическая беседа в сочетании с иллюстрациями и демонстрациями.
• Интерактивные: презентации на ПК.
• Практические: демонстрация коллекций нефти и угля, лабораторные опыты.
• Словесные: проекты.

Оснащение урока: учебные фильмы: «Добыча нефти и газа», «О разделении попутного нефтяного газа», видеофильм «Роснефть», коллекции нефти и угля, портреты Шухова В. Г. и Зелинского Д. Н., политическая карта мира, опорные конспекты, перья птиц, нефть, презентация.

Ход урока

1. Организационный момент.

            Преподаватель отмечает отсутствующих.

2. Проверка домашнего задания.

            Фронтальная беседа по вопросам.

Преподаватель. Какую химию мы сейчас изучаем?

Какие классы органической химии  мы изучили?

Как по-другому называются все эти классы?

Почему их называют углеводородами?

Откуда берутся углеводороды?

Какие источники углеводородов вы знаете?

О чем пойдет речь на уроке?

Как будет звучать тема урока?

            Запишите тему урока «Природные источники углеводородов».  Чтобы сэкономить время будем  пользоваться опорными конспектами.

            Чтобы раскрыть эту тему, какие цели мы поставим перед собой?

1.      Познакомиться с историческими сведениями о происхождении природных УВ.

2.      Рассмотреть методы добычи природных УВ.

3.      Изучить способы переработки природных УВ.

4.      Изучить области применения продуктов переработки УВ.

5.      Рассмотреть экологический аспект добычи, транспортировки, переработки природных УВ.

Урок пройдет в форме устного журнала. Многие получили темы сообщений и будете выступать в роли специалистов, а работать будем по плану:

1 Раздел.            Нефть.

Рубрики.

1)      Исторические сведения.

2)       Физические свойства

3)      Способы переработки.

4)      Применение.

4) Влияние на окружающую среду.

5) Лабораторный опыт

2 Раздел.      Природный газ.

Рубрики.

1)      Способы переработки.

2)      Применение.

3)  Влияние на окружающую среду.

 3 Раздел.    Каменный уголь.

Рубрики.

1)      Способы переработки.

2)      Применение.

3)  Влияние на окружающую среду.

4 Раздел.   Сделай сам.

5 Раздел.    Оценка знаний.

3. Переход к изучению нового материала.

Преподаватель. Углеводороды все такие разные –

Жидкие и твёрдые, и газообразные.

Почему так много их в природе?

Дело в ненасытном углероде. 

Действительно, этот элемент, как никакой другой, “ненасытен”: он так и стремится образовывать то цепи, прямые и разветвлённые, то кольца, то сетки из множества своих атомов. Отсюда множество соединений из атомов углерода и водорода.

Углеводороды – это и природный газ – метан, и другой бытовой горючий газ, которым наполняют баллоны – пропан С₃Н₈. Углеводороды – это бензин, и керосин, парафин, из которого сделаны новогодние свечи, вазелин из аптеки и даже полиэтиленовый пакет для упаковки продуктов…

Важнейшими природными источниками углеводородов являются полезные ископаемые –  нефть, газ, каменный уголь.

Согласно плану устного журнала мы начнем изучение природных источников углеводородов с нефти. Но сначала

Проблемный вопрос.  Что такое нефть?

                      4. Изучение нового материала.

Раздел 1. Нефть.

1) Рубрика. Исторические сведения.

Нефть известна человечеству с древних времён. На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до н. э. Использовалась она для освещения жилищ, для приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть в древнем мире была грозным оружием: огненные реки лились на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осаждённые города. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием “греческого огня”. В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц.

Первые нефтяные компании перевозили нефть в винных бочках, баррелях, вместимостью 48 галлонов или 180 литров. Потом стали наливать по 42 галлона, или 159 литров. В коммерции баррель (42 галлона) до сих пор служит для измерения количества нефти.

Происхождение нефти является одной из тайн природы. Спор об этом относится к числу “великих геологических споров”, еще не завершенных.

Существует 2 теории происхождения нефти: неорганическая теория и органическая теория.

Предложение о неорганическом происхождении нефти выдвинул в 1876 г. Д.И. Менделеев. Он считал, что вода, попадающая в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре, под действием высоких температур и давлений реагирует с карбидом железа, образуя углеводороды, которые поднимаются по трещинам породы, скапливаясь в пустотах – ловушках.

Основы биогенной теории происхождения нефти в нашей стране заложили академики В.И. Вернадский и И. М. Губкин. Согласно этой теории нефть образовалась из остатков наземной растительности, которые сносились реками в водоёмы, и морского зоо- и фитопланктона. Один из существенных доводов в пользу этой точки зрения наличие в составе нефти спор и пыльцы растений, а также азотсодержащих органических соединений, вероятно, ведущих своё происхождение из хлорофилла растений и гемоглобина животных.

Вопрос о происхождении нефти имеет не только теоретическое значение. Он прямо связан с проблемой исчерпаемости ресурсов природных источников углеводородов. Согласно биогенной теории запасы нефти образовались в ранние геологические эпохи, и сейчас, сжигая углеводородное топливо, человечество необратимо тратит ту энергию, которую запасли доисторическое живые организмы. Если же нефть постоянно образуется в глубинах Земли, то бурение глубоких скважин позволит найти практически неисчерпаемые запасы. Окончательное решение этого вопроса учёным ещё предстоит найти, хотя на сегодняшний день все-таки наиболее доказанной считается теория биогенного происхождения нефти.

(видеофрагмант «роснефть»).

Нефть – это “сгусток энергии”. С помощью лишь 1мл. её можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведёрный самовар, нужно менее половины стакана нефти. По концентрации энергии в единице объёма нефть занимает первое место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько малы, что для извлечения 1мг. ядерного топлива надо переработать тонны горных пород.

Нефть – это не только основа топливно-энергетического комплекса любого государства.

Здесь к месту знаменитые слова Д. И. Менделеева, которые мы взяли в качестве эпиграфа к уроку “сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями”.

В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на “свои 10%”, нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть “чёрным золотом”, “кровью Земли”.

2) Рубрика. Физические свойства нефти (лабораторный опыт).

Преподаватель. Заполните таблицу в конспектах.

В стакан с водой пипеткой наливает нефть, размешивает, а обучающиеся наблюдают и заполняют таблицу.

Физические свойства нефти
Агрегатное состояние
Плотность по отношению к воде
Растворимость в воде
Цвет
Запах
Температура кипения

Преподаватель. Так как нефть не имеет постоянной температуры кипения, то каждый её компонент сохраняет в смеси свои индивидуальные физические свойства, что и позволяет разделить нефть на ее составляющие.

Для этого ее очищают от механических примесей, серосодержащих соединений и подвергают так называемой фракционной перегонке, или ректификации.

3) Рубрика. Способы переработки нефти.

1 способ: Фракционная перегонка или ректификация.

            Фракционная перегонка – физический способ разделения смеси компонентов с различными температурами кипения. Перегонка осуществляется в специальных установках – ректификационных колоннах, в которых повторяют циклы конденсации и испарения жидких веществ, содержащихся в нефти.

            В ректификационную колонну поступает нефть, нагретая в трубчатой печи до температуры 320-350 ºС. Ректификационная колонна имеет горизонтальные перегородки с отверстиями – так называемые тарелки, на которых происходит конденсация фракций нефти. На более высоких скапливаются легкокипящие фракции, на нижних – высококипящие.

(Обучающиеся по ходу заполняют таблицу).

Название фракции	Состав	tкипения	Применение
Ректификационные газы	С3Н8-С4Н10	40 ºС	Газообразное топливо
Газолиновая фракция	С5Н12-С11Н24	40-200	Бензин - топливо для автомобилей
Лигроиновая фракция	С8Н18-С14Н30	150-250	Сырье для  производства химических реактивов
Керосиновая фракция	С12Н26-С18Н38	180-300	Топливо для реактивных             двигателей
Дизельное топливо	С13Н28-С19Н36	200-350	Дизельное топливо
Мазут	С18Н38-С50Н102	430-500	Топливо электростанций, кораблей, сырье для производства масел, дорожные покрытия

А сейчас внимание на экран. Видеофрагмент из кинофильма «Большая перемена».

О чём идёт речь в этом фрагменте?  Что не знает Ганжа? Так что же  такое крекинг-процесс?

Преподаватель.

Полученные в результате ректификации нефти продукты подвергают химической переработке, а именно крекинг-процессу.

Крекинг – термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Крекинг (англ. to crack – колоть, расщеплять).

Крекинг нефтепродуктов.

Термический крекинг.

Сущность термического крекинга заключается в том, что при нагревании и небольшом давлении происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина.

Обычно расщепление происходит примерно в центре углеродной цепи по С—С-связи, например:                                                              470°С  - 550°С                 

                                                         С₁₆Н₃₄      →      С₈Н₁₈     +     С₈Н₁₆

гексадекан           октан              октен

Однако разрыву могут подвергаться и другие С—С-связи. Поэтому при крекинге образуется сложная смесь жидких алканов и алкенов. Получившиеся вещества частично могут разлагаться далее.

Этому процессу обычно подвергаются высококипящие нефтяные фракции, например мазут.

Бензин, получаемый термическим крекингом, невысокого качества, не стоек при хранении, он легко окисляется, что обусловлено наличием в нём непредельных углеводородов.

Впервые крекинг-процесс в России предложил в конце 19 века  инженер Владимир Григорьевич Шухов.

4) Рубрика. Великие ученые.  «В. Г. Шухов».

Владимир Григорьевич Шухов родился 16 августа 1853 года в г. Грайворон Курской губернии в небогатой дворянской семье.

Отец Владимира Григорьевича - Григорий Петрович титулярный советник.

Мать Владимира Григорьевича, Вера Капитоновна, происходила из более знатной семьи курских помещиков, имение которых находилось в деревни Пожидаевка  Щигровского уезде Курской губернии.

В 1863 году Владимир Шухов уже в гимназии проявились его способности к точным наукам, он нашёл собственное оригинальное доказательство теоремы Пифагора.

По окончании гимназии Шухов поступил на инженерно-механическое отделение Императорского Московского технического училища (ныне Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана). Здесь студент Шухов зарегистрировал своё первое изобретение — паровую форсунку («прибор, производящий разбрызгивание мазута в топках, используя упругость водяных паров»). После окончания в 1876 году (с отличием) училища он был направлен для ознакомления с достижениями промышленности в США — на Всемирную выставку.

Именно тогда, на Всемирной выставке Шухов познакомился с американским инженером русского происхождения Александром Вениаминович Бари.

Вернувшись из командировки, Шухов поступил на службу на должность начальника чертёжного бюро, где проектирует паровозные депо. Два года изучения медицины дали ему бесценный опыт знакомства с самой совершенной «конструкцией», которую создала природа — человеческим организмом. У Шухова начинаются проблемы со здоровьем (ему диагностируют начинающуюся чахотку), и врачи советуют ему перебраться в места с более тёплым климатом.

Летом 1877 года А. В. Бари приглашает  Шухова  в Баку, где тогда начиналось бурное развитие нефтяного дела.

Здесь, по заказу братьев Нобель, Шухов и Бари строят первый в Российской Империи нефтепровод, соединяющий Балаханы и Чёрный город, протяжённость 10 километров. Он позволял перекачивать при помощи парового насоса по трёхдюймовой трубе до 1280 тонн. Здесь же Шухов разработал и построил первые в мире цилиндрические резервуары-нефтехранилища.

Шухов изобрёл форсунку, с помощью которой впервые в мире осуществил промышленное факельное сжигание мазута.

Хотя Шухова отличала потрясающая работоспособность и увлечённость своими инженерными проектами, работа отнюдь не занимала всё время его жизни. Он увлекался оперой, театром, шахматами. Достаточно серьёзно занимался велоспортом, был победителем городских соревнований. Однако самым главным его хобби была фотография.

Работая на нефтяных промыслах в Баку, В. Г. Шухов разработал основы подъёма и перекачки нефтепродуктов, предложил метод подъёма нефти с помощью сжатого воздуха — эрлифт, разработал методику расчёта и технологию строительства цилиндрических стальных резервуаров для нефтехранилищ.

В. Г. Шухов и его помощник С. П. Гаврилов изобрели промышленный процесс получения автомобильного бензина  — непрерывно действующую трубчатую установку термического крекинга нефти (патент Российской империи). Установка состояла из печи с трубчатыми змеевиковыми нагревателями, испарителя и ректификационных колонн.

В. Г. Шухов является изобретателем первых в мире гиперболоидных конструкций и металлических сетчатых оболочек строительных конструкций.

В возрасте 79 лет Шухов стал свидетелем осуществления разработанного им ещё в молодости проекта полной переработки нефти. В его присутствии в Баку в 1932 году был пущен в эксплуатацию завод «Советский крекинг». В первые недели его работы Шухов сам следил за ходом производства.

В. Г. Шухов скончался от последствий несчастного случая в возрасте 85 лет. Из-за опрокинутой на себя свечи он получил тяжелые ожоги более 80 % тела. Врачи боролись за его жизнь пять дней, но на шестой день, 2 февраля 1939 года, сердце Шухова остановилось. Похоронен на Новодевичьем кладбище.

Его имя носит Белгородский государственный технологический университет и международный аэропорт в Белгороде.

5) Рубрика. Способы переработки. Каталитический крекинг.

Его проводят в присутствии катализатора (алюмосиликатов: смеси оксида алюминия и оксида кремния) при температуре 450 — 500°С и атмосферном давлении. Обычно каталитическому крекингу подвергают дизельную фракцию. При каталитическом крекинге, который осу­ществляется с большой скоростью, получается бензин более высокого качества, чем при термическом крекинге. Это связано с тем, что наряду с реакциями расщепления происходят реакции изомеризации алканов нормального строения.

Кроме того, образуется небольшой процент ароматических углеводородов, улучшающих качество бензина.

Бензин каталитического крекинга более устойчив при хранении, так как в его состав входит значительно меньше непредельных углеводородов по сравнению с бензином термического крекинга.

Таким образом, высокое качество бензина, получаемого каталитическим крекингом, обеспечивается наличием в его составе разветвленного строения углеводородов и ароматических углеводородов.

Этот процесс был впервые осуществлён в 1918 году Н.Д. Зелинским.

6) Рубрика. Великие ученые.  «Н. Д. Зелинский».

Николай Зелинский родился 6 февраля 1861, в Тирасполь Херсонской губернии в дворянской семье. Отец его скончался от быстротечной чахотки в 1863. Два года спустя от той же болезни умерла его мать. Осиротевший мальчик остался на попечении своей бабушки. Боясь возможности наследования болезни, она старалась закалять мальчика, он рос крепким и подвижным ребенком. Первоначальное образование Зелинский получил в Тираспольском уездном училище, затем в известной Ришельевской гимназии в Одессе. Интерес к химии появился у него очень рано, в 10 лет он уже проводил химические опыты.

Переломным моментом в выборе жизненного пути было знакомство Николая Зелинского с Иваном Михайловичем Сеченовым. В 1880 Н. Зелинский поступил на естественно-историческое отделение физико-математического факультета Новороссийского университета. В 1885 Николай Зелинский был командирован в Германию. Там ученый осуществить синтез тетрагидротиофена. В ходе работы Н. Зелинский получил промежуточный продукт — дихлорэтилсульфид (названный впоследствии ипритом), оказавшийся сильнейшим ядом, от которого молодой ученый сильно пострадал, получив ожоги рук и тела. Так будущий создатель противогаза впервые получил одно из самых коварных отравляющих веществ и стал первой его жертвой.

В 1906 Зелинский впервые разработал доступный метод получения альфа-аминокислот, объяснил механизм реакции, синтезировал большое количество аминокислот.

Важным объектом научных исследований этого периода стала нефть — сложная смесь органических соединений. Продолжая исследования российского химика Марковникова, он усиленно разрабатывал проблему рационального использования нефти, в частности вопросы ее ароматизации. В 1911 Зелинский открыл дегидрогенизационный катализ нафтенов с применением платины и палладия. Результатом этих исследований явился пуск первого в России производства термического крекинга нефти.

Он организовал на Высших женских курсах кафедру органической химии, создал прекрасную лабораторию.

В годы Первой мировой войны 1914-1918 ученый Николай Зелинский активно проводил исследования в области каталитического крекинга и пиролиза нефти, которые способствовали заметному повышению выхода толуола — сырья для получения тринитротолуола (тротила, тола). Это исследование имело первостепенное значение для оборонной промышленности. Зелинский впервые предложил в качестве катализаторов для дегидрогенизации углеводородов нефти использовать доступные алюмосиликаты и окисные катализаторы, которые используются и в наше время.

22 апреля 1915 в районе Ипра на стыке французского и британского фронтов немцы осуществили первую газобалонную химическую атаку. В результате из 12 тысяч солдат в живых осталось только 2 тысячи. Зелинский поставил задачу отыскать надежное средство защиты от отравляющих газов. Понимая, что для универсального противогаза нужен универсальный поглотитель, для которого был бы совершенно безразличен характер газа, Зелинский пришел к идее использовать обыкновенный древесный уголь. Он вместе с В. С. Садиковым разработал способ активирования угля путем прокаливания, что значительно увеличило его поглотительную способность. Всего за годы Первой мировой войны в действующую армию было направлено более 11 миллионов противогазов, что спасло жизнь миллионам русских солдат.

За огромный вклад в развитие химической науки Зелинский был избран почетным членом Московского общества испытателей природы (1921), награжден Большой премией имени Александра Михайловича Бутлерова (1924), удостоен звания заслуженного деятеля науки (1926), избран членом-корреспондентом АН СССР (1926), академиком АН СССР (1929). В 1934 ему была присуждена премия им. В. И. Ленина, в 1942, 1946, 1948 — три Государственных премии СССР. В 1945 Зелинский был удостоен звания Героя Социалистического Труда, в 1951 — награжден орденом Ленина. Его именем назван Институт органической химии в Москве (1953).

Николай Дмитриевич Зелинский скончался 31 июля 1953 года, в Москве.

            7)Рубрика. Это нужно знать. «Бензин: состав и октановое число. Детонация»

            Бензин – основное топливо для двигателей внутреннего сгорания. От его качества зависит работа двигателя, его долговечность, скорость передвижения. Давайте посмотрим, как работает автомобильный двигатель.

Смесь паров бензина с воздухом засасывается в цилиндр и сжимается поршнем.   

Сжатая смесь поджигается электрической ис­крой от запальной «свечи». Углеводороды, входящие в состав сме­си, сгорают с образованием оксида углерода (IV) и воды, а так­же оксида углерода (II). Образующиеся газы двигают поршень, совершая работу. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина и воздуха, тем больше мощность двигателя. Однако смеси некото­рых углеводородов, входящих в состав бензина, сгорают со взры­вом еще до достижения максимального сжатия. И происходит это не от электрической искры, а от высокой температуры в цилин­дре. При этом взрывная волна стихийно распределяется в сжа­том пространстве цилиндра. Она с огромной скоростью ударяет о поршень, о чем свидетельствует характерный стук в двигателе. Та­кое взрывное сгорание, называемое детонацией, приводит к преж­девременному износу двигателя.

Было установлено, что детонацию в основном вызывают угле­водороды нормального (неразветвленного) строения. В то же вре­мя углеводороды с разветвленной углеродной цепью, а также не­предельные и особенно ароматические углеводороды допускают значительное сжатие паров бензина с воздухом.

Для характеристики качества бензина разработана октановая шкала. Каждый вид автомобильного топлива характеризуется октановым числом. За ноль принята способность к детонации у н-гептана, который детонирует очень легко. Октановое число относительно устойчивого к детонации 2,2,4 – триметилпентана, чаще называемого изооктаном, принято за 100.

По этой шкале бензин с октановым числом 92 имеет такие же детонационные свойства, как смесь 92 % (по объёму) изооктана и 8 % гептана. Именно октановое число указывают в маркировке бензина. Чем выше октановое число, тем мощнее может быть двигатель.

8) Рубрика. Практическое значение.

Преподаватель. Демонстрация коллекции «Нефть и продукты её переработки».

            Демонстрация видео «Продукты нефтепереработки в кардиохирургии и в космосе».

В нашем городе Льгове в районе улицы Примакова до недавнего времени функционировала нефтебаза. На ней хранились мазут, дизтопливо, битум, асфальт, т.е. продукты переработки нефти. Но после того как там произошла утечка топлива ее закрыли.

            В нашем городе  работает асфальтный завод. Он находится на улице Колхозной, на нем  из твердого остатка переработки мазута гудрона - битума и асфальта варят смесь для дорожного покрытия.

 Демонстрация коллекции «Использования продуктов нефтепереработки на Льговском асфальтном заводе».

            Демонстрация видео «Лирики, историки».

9) Топ 10.  Крупнейшие месторождения нефти.

10 место – Китай 6.3 млрд. тонн

9 место – Казахстан 6,4 млрд. тонн

8 место – Иран 7 млрд тонн

7 место – Россия 7, 1 млрд. тонн Ханты-мансийск

6 место – Персидский залив, 8, 2 млрд. тонн

5 место – Венесуэла, 8,3 млрд. тонн

4 место – Бразилия,  11 млрд. тонн

3 место – Кувейт, 13 млрд. тонн

2 место - Саудовская Аравия, 20 млрд. тонн

1 место – Мексика,  22, 1 млрд.  тонн.

            Демонстрация видео «Галилео».

Преподаватель. Вы все улыбнулись этому видеоролику и это хорошо. Сейчас мы поговорим о очень серьезных вещах, а именно, об экологии.

10) Рубрика. Экология.

Для нефтехимического производства особенно актуальна проблема окружающей среды. Добыча нефти связана с затратами энергии и загрязнением окружающей среды. Опасным источником загрязнения Мирового океана является морская нефтедобыча, также Мировой океан загрязняется при транспортировке нефти. Каждый из нас видел по телевизору последствия аварий нефтеналивного танкера. Чёрные, покрытые слоем мазута берега, чёрный прибой, задыхающиеся дельфины, Птицы, крылья которых в вязком мазуте, люди в защитных костюмах, собирающие нефть лопатами и вёдрами. Литр нефти, попав в воду, растекается по её поверхности пятнами площадью 100 кв. м. Нефтяная пленка, хотя и очень тонкая, образует непреодолимую преграду на пути кислорода из атмосферы в водную толщу. В результате нарушается кислородный режим и океан “задыхается”. Гибнет планктон, являющийся основой пищевой цепи океана. В настоящее время нефтяными пятнами покрыто уже около 20% площади Мирового океана, и площадь, пораженная нефтяным загрязнением растет. Растворенные компоненты нефти очень ядовиты, часто они становятся причиной гибели морских птиц, так как загрязняется оперение.

11) Рубрика. Лабораторный опыт.  «Нефть смачивает перья птиц».

Преподаватель. Вы все слышали выражение «Как с гуся вода». Действительно  все видели, что гуси, утки, поплавав в водоеме, выходят сухими из воды  – вода не смачивает оперения водоплавающих птиц, а воздушная подушка в виде воздуха держит их на воде. А нефть смачивает, проникнув в бородки первого, второго порядка. Вспомните курс зоологии «Строение пера». Оперение смачивается, тяжелеет, воздух покидает, ну а птица гибнет.

12. Рубрика. Способы борьбы с загрязнениями окружающей среды нефтью?

1) Механический способ. Сбор нефти.

2) Биологический способ. Открыт микроорганизм Псевдомонос, который питается, окисляя УВ нефти.

3) Физический способ. Очень эффективен способ борьбы с разливами нефти путем ее адсорбции вермикулитом.   Вермикулит – это отходы природного материала. 1г. вермикулита поглощает 8г. нефти. После адсорбции его собирают, обжигают. После этого вермикулит можно использовать 10 раз.

Преподаватель. Как выдумаете, а почему нефть нельзя поджечь?

Преподаватель. Ответь на проблемный вопрос.  Что такое нефть?

Теплотехник на этот вопрос ответит: «Прекрасное высококалорийное топливо». Географ скажет: «Ценнейшее полезное ископаемое». Химик возразит: «Нет! Это сырьё для получения множества химических продуктов».

Нефть – природная сложная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвленного строения, содержащая в молекулах от 5 до 50 атомов углерода, с другими органическими веществами. (в конспектах дописать предложение).

Раздел 2.  Природный и попутный нефтяной газы.

            1)Раздел. Состав, применение газов.

            Природный газ – смесь газообразных предельных углеводородов с небольшой молекулярной массой. В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой, основными компонентами является метан. Его содержание в газе различных месторождений колеблется от 80% до 97%.  Простейший по составу предельный углеводород, бесцветный газ без запаха. Малорастворим в воде, легче воздуха. Кроме метана – этан, пропан, бутан. Неорганические: азот – 2%; СО₂; Н₂О; Н₂S, благородные газы. При сгорании природного газа выделяется много тепла.

Попутные (нефтяные газы) – природные газы, которые растворяются в нефти и выделяются при её добыче. В нефтяном газе содержится меньше метана, но больше пропана, бутана и других высших углеводородов.

            По своим свойствам природный газ как топливо превосходит даже нефть, он более каллорийней. Это самая молодая отрасль топливной промышленности. Газ ещё проще добывают и транспортируют. Это самое экономичное из всех видов топлива. Есть, правда, и недостатки: сложная межконтинентальная транспортировка газа. Танкеры – метанавозы, перевозящие газ в сжиженном состоянии представляют собой исключительно сложные дорогие конструкции.

«Северный поток — 2» - строящийся магистральный газопровод из России в Германию через Балтийское море длиной свыше 2400 км.

            Применяется в качестве: эффективного топлива, сырья в химической промышленности, в производстве ацетилена, этилена, водорода, сажи, пластмассы, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и др.

Преподаватель. Почему газ, используемый в домах, имеет запах?

Демонстрация видео «Продукты переработки нефти и газа».

2) Раздел. Топ 10. Крупнейшие месторождения газа.

            Более 70 стран мира обладают промышленными запасами газа. Причём, как и в случае с нефтью, очень крупными запасами располагают развивающиеся страны. Но добычу газа ведут в основном развитые страны. Они имеют возможности для его использования или способ продавать газ другим странам, находящимися с ними на одном материке. Международная торговля газом менее активна, чем торговля нефтью. На международном рынок поступает около 15% добываемого в мире газа. Почти 2/3 мировой добычи газа дают Россия и США. Бесспорно ведущим регионом газодобычи не только нашей страны, но и в мире является Ямало-Ненецкий автономный округ, где эта отрасль развивается уже 30 лет. Наш город Новый Уренгой по праву признан газовой столицей. К крупнейшим месторождениям относятся Уренгойское, Ямбургское, Медвежье, Заполярное. Уренгойское месторождение включено в “Книгу рекордов Гиннеса”. Запасы и добыча месторождения уникальны. Разведанные запасы превышают 10 трлн. м³, с момента эксплуатации уже добыто 6 трлн. м³. В 2008 году ОАО “Газпром” планирует добыть на Уренгойском месторождении 598 млрд. м³ “голубого золота”.

            3) Раздел. Экология.

            Несовершенство технологии добычи нефти и газа, их транспортировки обуславливает постоянное сжигание объёма газа на тепло-агрегатах компрессорных станций и в факелах. На долю компрессорных станций приходится около 30% этих выбросов. На факельных установках ежегодно сжигается около 450 тыс. тонн природного и попутного газа, при этом в атмосферу поступает более 60 тыс. тонн загрязняющих веществ.

            Это приводит к выделению токсических веществ, в результате загрязняются открытые водоемы, почва, страдает растительность, животные, птицы.

            Увеличивается процентное содержание азота в воздухе и поступление его соединений с атмосферными осадками.
            Качество почвенного слоя меняется после земляных работ при проложении газовой траншеи.

3. Раздел. Каменный уголь.

1)      Рубрика. Виды ископаемых углей.

            На земном шаре известно больше 36 тысяч угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% территории земного шара. Угольные бассейны могут тянуться на тысячи километров. Всего общегеологические запасы угля на земном шаре составляют 5 трлн. 500 млрд. тонн, в том числе разведанные месторождения -1 трлн. 750 млрд. тонн.

            Различают три главных вида ископаемых углей. 

            Антрацит – самый древний из ископаемых углей. Отличается большой плотностью и блеском. Содержит до 95% углерода.

            Каменный уголь – содержит до 99% углерода. Из всех ископаемых углей находит самое широкое применение.

            Бурый уголь – содержит до 72% углерода. Имеет бурый цвет. Как самый молодой из ископаемых углей, часто сохраняет следы структуры дерева, из которого он образовался. Отличается большой гигроскопичностью и высокой зольностью (от 7% до 38 %), поэтому используется только как местное топливо и как сырьё для химической переработки. В частности, путём его гидрогенизации получают ценные виды жидкого топлива: бензин и керосин. При горении бурого угля, антрацита – пламя невидимое, сгорание бездымное, а каменный уголь при горении издаёт громкий треск.

            Углерод основная составная часть каменного угля (99%), бурого угля (до 72%). Происхождение названия углерод, то есть, “рождающий уголь”. Аналогично и латинское название “карбонеум” в основе содержит корень карбо-уголь.

2)      Рубрика. Способы переработки угля.

Как и нефть, каменный уголь содержит большое количество органических веществ. Кроме органических веществ, в его состав входят и неорганические вещества, такие, как вода, аммиак, сероводород и, конечно же, сам углерод – уголь. Одним из основных способов переработки каменного угля является коксование – прокаливание без доступа воздуха. В результате коксования, которое проводят при температуре 1000⁰ С, образуется:

            Коксовый газ – в его состав входят водород, метан, угарный и углекислый газ, примеси аммиака, азота и других газов.

            Каменноугольная смола – содержит несколько сотен различных органических веществ, в том числе бензол и его гомологи, фенол и ароматические спирты, нафталин и разные гетероциклические соединения.

            Надсмольная или аммиачная вода – содержащая, как ясно из названия, растворённый аммиак, а также фенол, сероводород и другие вещества.

            Кокс – твёрдый остаток коксования, практический чистый углерод.

            Кокс используется в производстве чугуна и стали, аммиак - в производстве азотных и комбинированных удобрений, а значение органических продуктов коксования трудно переоценить.

Преподаватель. Демонстрация коллекции продуктов переработки каменного угля.

Какова же география распространения этого полезного ископаемого?

3)      Рубрика. Топ 10. Крупнейшие месторождения каменного угля.

Открывает рейтинг 10 крупнейших угольных бассейнов Донбасс (Украина,  ДНР и ЛНР) с объёмом залежей в 141 млрд тонн.

9. Таймырский бассейн (полуостров Таймыр), Россия (217 млрд тонн)

8. Печорский бассейн (Ненецком АО и Коми), Россия (265 млрд тонн)

7. Аппалачский бассейн, восточная часть США (284 млрд тонн)

6. Рурский бассейн, Германия (287 млрд тонн)

5. Иллинойсский бассейн, США (штаты Кентукки и Индианы)

   (365 млрд тонн)

4. Кузбасс, Россия (Кемеровская область) (635 млрд тонн)      

            Россия может похвастаться самыми щедрыми месторождениями угля, однако зачастую они находятся в труднодоступных регионах, что осложняет их освоение. На третьем месте лидеров находятся российские бассейны:

3. Канско-Ачинский бассейн, Россия (638 млрд тонн)

Красноярский край, Иркутская и Кемеровская области.

2. Кайерканский угольный разрез, Красноярский край

  Ленский бассейн, Россия (1,647 трлн тонн)

1. Тунгусский бассейн (Иркутская область, Якутия, Красноярский край), Россия (запасы угля — 2,299 трлн тонн) добыча ведется открытым и подземным способами.

            4) Рубрика. Загрязнение окружающей среды угольной промышленностью.

Это очень экологически грязное топливо. При добыче угля происходят взрывы и возгорания метана, возникают определенные проблемы, связанные с окружающей средой.

Представим ситуацию в районе добычи угля. Вместе с углём на поверхность поднимается огромное количество пустой породы, которое за ненадобностью просто отправляют в отвалы. Постепенно образуются терриконы – огромные, в десятки метров высотой, конусообразные горы пустой породы, которые искажают облик природного ландшафта. А весь ли уголь, поднятый на поверхность, обязательно будет вывезен потребителю? Конечно, нет. Ведь процесс негерметичен. Огромное количество угольной пыли оседает на поверхность земли. В результате изменяется состав почв, грунтовых вод, что неминуемо повлияет на животный и растительный мир района.

Уголь содержит радиоактивный углерод - С, и после сжигания топлива опасное вещество вместе с дымом попадает в воздух, воду, почву, спекается в шлак или золу, которая используется для производства строительных материалов. В результате, в жилых домах стены и перекрытия “фонят” и представляют угрозу для здоровья человека.

5. Обобщение урока.

Преподаватель.

             Эпиграфом к уроку мы взяли слова Д. И. Менделеева “сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями”. Как вы понимаете эти слова?

            Как связана ваша специальность «технология продукции общественного питания» с темой урока?

Раздел 4. Сделай сам.

1) Рубрика. Уравнения реакций.

1. Термический крекинг: С₈Н₁₈ →

2. Каталитический крекинг: С₈Н₁₈→

2) Рубрика. Синквейн.

 

Синквейн – это стихотворение, состоящее из пяти строк. Правила написания синквейна:

1. в первой строке тема называется одним словом (существительное);
2. вторая строка описание темы в двух словах (двумя прилагательными);
3. третья строка - описание действия в рамках этой темы тремя словами (глаголы);
4. четвёртая строка – это фраза из четырёх слов, показывающая отношение к теме (чувства одной фразой);
5. последняя строка – синоним из одного слова, который повторяет суть темы.

4) Рубрика. Тесты (работа в парах)

1. Физический способ разделения смеси компонентов с различными температурами кипения – это…

    А) термический крекинг      Б) каталитический крекинг

    В) фракционная перегонка  Г) реформинг.

2. Бензин получают из фракции

    А) газолиновая

    Б) ректификационные газы

    В) лигроиновая

    Г) керосиновая.

3. Асфальт получают из…

    А) ректификационные газы

    Б) газолиновая фракция

    В) лигроиновая фракция

    Г) остатки перегонки нефти.

4. Основной компонент природного газа

    А) метан    Б) этан

    В) пропан  Г) бутан.

5. Основной способ переработки каменного угля.

    А) ректификация  Б) крекинг

    В) коксование       Г) гидратация.

	1	2	3	4	5
А		Х		Х
Б
В	Х				Х
Г			Х

7. Оценки за урок

Раздел 5. Проверка ошибок.

            Обучающиеся меняются опорными конспектами, проверяют и выставляют оценки.

8. Домашнее задание (дифференцированное)

1. § 8.                                                                     «Удовлетворительно»

2. Составьте структурные формулы следующих углеводородов:

1)      3-этилоктан.

2)      3,5,5 – триметилгесан

3)      нитробензол                                                                      «Хорошо»

3.Напишите уравнения реакций следующих превращений: 

этан→этилен→ацетилен→бензол                                           «Отлично»

            9. Рефлексия

Если считать, что весь отрезок это 100 %,

то покажите точкой ваше местонахождение

1.Усвоение учебного материала

А_________________________________________________________Б

2. Мне это пригодится в жизни

А_________________________________________________________Б

3. Урок был интересным и познавательным

А_________________________________________________________Б

            Урок закончен. Спасибо за внимание.